1.3发酵工程及其应用（第二课时）课件-2023-2024学年高二下学期生物人教版（2019）选择性必修3

第一章 发酵工程 第3节 发酵工程及其应用 （第二课时） 目录 /CONTENTS 01 发酵工程的基本环节 02 发酵工程的应用 03 习题检测 04 学习目标： 什么是发酵工程？ 发酵工程的一般流程是什么？ 发酵工程在生产上有哪些重要的价值？ 二、发酵工程的应用 2.在医药工业的应用 ①利用基因工程将动植物基因转移至微生物细胞中，通过发酵技术大量生产所需产品。 ②直接对菌种进行改造，通过发酵技术大量生产所需产品。 ③利用基因工程，将病原体的某个或某几个抗原基因转移至微生物中，通过发酵技术大量获得疫苗。 二、发酵工程的应用 2.在医药工业的应用 生产抗生素 例如应用产黄青霉生产青霉素，用于治疗脑膜炎、骨髓炎、肺炎等。 生产多种氨基酸 许多微生物都能产生氨基酸，发酵工程可生产许多具有治疗作用的氨基酸。例如精氨酸可以治疗高氨血症（尿素合成障碍导致血氨浓度升高）等疾病。 生产激素 利用工程菌生产生长激素释放抑制激素，用于肢端肥大症的治疗。 生产免疫调节剂 例如，利用工程菌生产乙肝疫苗。 二、发酵工程的应用 2.在医药工业的应用 基因工程、蛋白质工程与发酵工程相结合 动植物的基因 微生物 直接改造微生物 转入 微生物 病原体的抗原基因 转入 发酵 工程 药物 药物 疫苗 各种抗生素 多种氨基酸 多种激素 多种免疫调节剂 发酵工程生产的药物 二、发酵工程的应用 2.在医药工业的应用 ①利用基因工程将动植物基因转移至微生物细胞中，获得具有某种药物生产能力的微生物 实例： ①利用经过基因改造的微生物生产生长激素释放抑制激素。 ②利用基因工程改造的微生物生产疫苗。将病原体的某个或某几个抗原基因转入适当的微生物细胞，获得的表达产物就可以作为疫苗使用。如一种生产乙型肝炎疫苗的方法就是将乙型肝炎病毒的抗原基因转入酵母菌，再通过发酵生产。 ③未来可能利用微生物生产过去只能从植物中分离提取的紫杉醇、青蒿素前体等化合物。紫杉醇：具有高抗癌活性，现已广泛用于乳腺癌等癌症的治疗。 二、发酵工程的应用 2.在医药工业的应用 ②直接对菌种进行改造，通过发酵技术大量生产所需产品。 实例：通过诱变的青霉素高产菌株的培育 优点： ①使得药物大量生产和使用 ②降低药物的价格 二、发酵工程的应用 2.在医药工业的应用 二、发酵工程的应用 3.在农牧业上的应用 （1）生产微生物肥料 ①微生物肥料的种类： 根瘤菌肥、固氮菌肥 ②微生物肥料的作用： Ⅰ生物肥料利用了微生物在代谢过程中产生的有机酸、生物活性物质等来增进土壤肥力，改良土壤结构，促进植株生长。 Ⅱ有的微生物肥料可以抑制土壤中病原微生物的生长，从而减少病害的发生。 二、发酵工程的应用 3.在农牧业上的应用 （2）生产微生物农药 微生物农药的作用机理： 利用微生物或其代谢物来防治病虫害 微生物农药作为______________的重要手段 生物防治 微生物或代谢产物 防治病虫害种类 苏云金杆菌 80多种农林害虫 白僵菌 玉米螟、松毛虫 一种放线菌产生的抗生素（井冈霉素） 水稻枯纹病 二、发酵工程的应用 3.在农牧业上的应用 项目 微生物农药防治 化学农药防治 防治机理 优点 缺点 利用微生物或代谢物进行防治 成本低、无污染，可以维持生态平衡 防治速度慢 利用化学药剂（如杀虫剂、杀鼠剂）等进行防治 见效快，操作简单 成本高，污染环境，不利于维持生态平衡 微生物农药防治和化学农药防治的比较 二、发酵工程的应用 4.其他方面的应用 ①原理： 微生物含有丰富的蛋白质，且繁殖速度快 ②实例1——单细胞蛋白 以淀粉或纤维素的水解液、制糖工业的废液等为原料，通过发酵获得了大量的微生物菌体，即单细胞蛋白； 应用： 生产过程： 食品添加剂、微生物饲料； 成分： 不仅含有丰富的蛋白质，还含有糖类、脂质和维生素等物质。 ③实例2——乳酸菌 单细胞蛋白 在青贮饲料中添加乳酸菌，可以提高饲料的品质，使饲料保鲜，动物食用后还能提高免疫力 还需要铁、锌等微量元素 二、发酵工程的应用 利用纤维废料发酵生产酒精、乙烯等能源物质 ②对极端微生物（生活在高温、高压、高盐和低温等环境）的利用 利用嗜热菌、嗜盐菌生产洗涤剂 嗜低温菌有助于提高热敏性产品的产量 ①解决资源短缺与环境污染问题 发酵工程正渗透到几乎所有的工农业领域，在助力解决 、 、 和 等方面的重大问题上，作出了越来越大的贡献。 粮食 环境 能源 健康 4.其他方面的应用 二、发酵工程的应用 思考·讨论：啤酒的工业化流程 ①发芽 ②焙烤 ③碾磨 ④糖化 大麦 水 糖化罐 大麦种子发芽， 释放淀粉酶。 加热杀死种子胚但不使淀粉酶失活。 将干燥的麦芽碾磨成麦芽